JP2015137946A - 液位測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極間の間隔を狭くしても電極間に液体をスムーズに導入できる液位測定装置を得ること。【解決手段】タンクに設けられ、内部がタンク内と連通し、タンクに貯留された液体が導入される筒状のケース２２と、ケース２２内にタンクの上下方向に対して直交する方向に間隔をあけて配置され、タンクの上下方向に延在する一対の電極２４と、ケース２２内に設けられ、タンクから導入される液体を貯留し、一対の電極２４間の隙間２６と連通して隙間２６にタンクの上下方向に対して直交する方向から液体を導入する貯留室２８と、を備えること。【選択図】図３

Description

本発明は、液位測定装置に関する。

特許文献１には、燃料タンクの液位を測定する静電容量式の液位測定装置が開示されている。この液位測定装置では、表面に測定電極が設けられた四角筒状の絶縁基体を、四角筒状とされた共通アース電極の内側に挿入してセンサー部を形成している。

特開平Ｈ０５−２２３６２３号公報

ところで、静電容量式の液位測定装置（特許文献１含む）では、電極間の間隔を狭くするほど液位の測定精度が向上するが、電極間に液体が導入され難くなり、液位の測定に遅れが生じる傾向がある。

本発明は上記事実を考慮し、電極間の間隔を狭くしても電極間に液体をスムーズに導入できる液位測定装置を得る。

請求項１に記載の発明に係る液位測定装置は、タンクに設けられ、内部が前記タンク内と連通し、前記タンクに貯留された液体が導入される筒状のケースと、前記ケース内に前記タンクの上下方向に対して直交する方向に間隔をあけて配置され、前記タンクの上下方向に延在する一対の電極と、前記ケース内に設けられ、前記タンクから導入される前記液体を貯留し、一対の前記電極間の隙間と連通して前記隙間に前記タンクの上下方向に対して直交する方向から前記液体を導入する貯留室と、を備えている。

請求項１に記載の発明に係る液位測定装置では、タンクに液体を供給すると、タンクからケースの内部に液体が導入される。ここで、一対の電極間の隙間に液体が入り難く（導入され難く）ても、一対の電極間の隙間に連通する貯留室に液体が貯留されるため、貯留室に貯留された液体が一対の電極間の隙間にタンクの上下方向に対して直交する方向から入り込む（導入される）。このため、上記液位測定装置では、例えば、ケースに貯留室を設けないものと比べて、一対の電極間の間隔を狭くしても当該一対の電極間に液体をスムーズに導入できる。

請求項２に記載の発明に係る液位測定装置は、請求項１に記載の液位測定装置において、前記貯留室は、一対の前記電極に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状とされている。

請求項２に記載の発明に係る液位測定装置では、貯留室を、一対の電極に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状としていることから、貯留室に貯留された液体を一対の電極に向かって案内できるため、一対の電極間に液体をさらにスムーズに導入できる。

請求項３に記載の発明に係る液位測定装置は、請求項１又は請求項２に記載に記載の液位測定装置において、前記ケースは、前記タンクの上下方向に対して直交する方向に対向配置された一対の側壁部を備え、一対の前記電極は、一対の前記側壁部にそれぞれ取り付けられ、前記貯留室は、一対の前記電極を挟んで両側に設けられている。

請求項３に記載の発明に係る液位測定装置では、一対の電極を挟んで両側にそれぞれ貯留室を設けていることから、両側の貯留室から一対の電極間に液体が導入されるため、一対の電極間への液体の導入を促進することができる。

請求項４に記載の発明に係る液位測定装置は、タンクに設けられ、内部が前記タンク内と連通し、前記タンクに貯留された液体が導入される筒状のケースと、前記ケース内に前記タンクの上下方向に対して直交する第１の方向に間隔をあけて配置され、前記タンクの上下方向に延在する一対の電極と、前記ケース内に設けられ、一対の前記電極に前記タンクの上下方向に対して直交し且つ前記第１の方向に対して直交する第２の方向で隣接して一対の前記電極間の隙間と連通し、前記第１の方向に沿った間隔及び前記第２の方向に沿った間隔が前記隙間の間隔よりもそれぞれ広くされて前記タンクから導入される前記液体を貯留する貯留室と、を備えている。

請求項４に記載の発明に係る液位測定装置では、タンクに液体を供給すると、タンクからケースの内部に液体が導入される。ここで、一対の電極間の隙間に液体が入り難く（導入され難く）ても、一対の電極間の隙間に連通する貯留室に液体が貯留されるため、貯留室に貯留された液体が一対の電極間の隙間にタンクの上下方向に対して直交する第２の方向から入り込む（導入される）。このため、上記液位測定装置では、例えば、ケースに貯留室を設けないものと比べて、一対の電極間の間隔を狭くしても当該一対の電極間に液体をスムーズに導入できる。

請求項１に記載の発明に係る液位測定装置は、電極間の間隔を狭くしても電極間へ液体をスムーズに導入できる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の発明に係る液位測定装置は、電極間へ液体をさらにスムーズに導入できる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の発明に係る液位測定装置は、電極間への液体の導入を促進することができる、という優れた効果を有する。

請求項４に記載の発明に係る液位測定装置は、電極間の間隔を狭くしても電極間へ液体をスムーズに導入できる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る液位測定装置を斜め上方から見た斜視図である。 図１の液位測定装置の正面図である。 図２の液位測定装置の３−３線に沿った端面図である。 図２の液位測定装置の４−４線に沿った断面図である。 図２の液位測定装置を燃料タンクの底面上に配置した状態における液位測定装置の縦断面図（図４に対応する図）である。 本発明の第２実施形態に係る液位測定装置の横端面図（図３に対応する図）である。 第１実施形態に係る液位測定装置のケースの変形例の横端面図（図３に対応する図）である。

以下、本発明に係る液位測定装置の一実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図５に示されるように、第１実施形態の液位測定装置２０は、ＦＦＶ（flexible-fuel vehicle）車等のエタノール混合燃料で走行する自動車に搭載される燃料タンク１８の燃料（液体の一例）の液位を測定（検出）する装置である。なお、本発明は、この構成に限定されず、液位測定装置２０は、液体を内部に貯留可能なタンクであれば、どのようなタンクに用いてもよい。

図５に示されるように、液位測定装置２０は、燃料タンク１８内に設けられている。この液位測定装置２０は、内部（内部空間２３）が燃料タンク１８内と連通し、燃料タンク１８に貯留された燃料が導入される筒状のケース２２と、ケース２２内に対向配置され、燃料タンク１８の上下方向に延在する一対の電極２４と、ケース２２内に設けられ、一対の電極２４間の隙間２６に燃料を導入する貯留室２８と、を備えている。なお、図中では、燃料タンク１８の上方を矢印ＵＰで示している。また、燃料タンク１８の上下方向は、燃料タンク１８を自動車に搭載したときの上下方向を示している。

図１に示されるように、ケース２２は、矩形筒状とされ、側方から見て略Ｌ字形状とされている。具体的には、ケース２２は、燃料タンク１８の底面１８Ａ（図５参照）に沿って配置されるケース土台部３０と、ケース土台部３０から燃料タンク１８の上方に向かって立ち上がるケース本体部３２と、を備えている。なお、ケース２２の内部（内部空間２３）は、ケース土台部３０の開口部３０Ａからケース本体部３２の開口部３２Ａまで連通している。

本実施形態では、ケース２２の上下方向は、燃料タンク１８の上下方向と同じ方向であり、以下適宜ケース上下方向と記載する。また、ケース上下方向に対して直交する方向のうち一方向をケース前後方向（本発明の第１の方向）、他方向をケース幅方向（本発明の第２の方向）と記載する。なお、ケース前後方向とケース幅方向は直交する方向である。図１及び図３では、ケース前方を矢印ＦＲで示し、ケース幅方向を矢印Ｗで示している。

ケース土台部３０は、開口部３０Ａがケース前方に開口している（図４及び図５では、左方向に開口している）。このケース土台部３０は、底面１８Ａに取り付けられてケース本体部３２を支持している。なお、本発明はこの構成に限定されない。例えば、ケース２２を燃料タンク１８の内壁に取り付ける構成としてもよく、ケース２２を燃料タンク１８に内蔵される内蔵部品を介して燃料タンク１８に取り付ける構成としもよい。なお、上記内蔵部品としては、エンジンへ燃料を供給するための燃料ポンプを燃料タンク１８へ取り付けるための取付部材（例えば、サブタンク）などがある。

図４及び図５に示されるように、ケース本体部３２は、開口部３２Ａがケース上方に開口している。図３に示されるように、このケース本体部３２は、矩形筒状であり、ケース前後方向に対向配置された一対の側壁部３４と、ケース幅方向に対向配置された一対の側壁部３６とを備えている。なお、本実施形態では、図３に示されるように、側壁部３４のケース幅方向に沿った長さが側壁部３６のケース前後方向に沿った長さよりも長い矩形筒状とされている。

図２及び図３に示されるように、一対の電極２４は、一対の側壁部３４にそれぞれ取り付けられている。すなわち、一対の電極２４は、ケース前後方向に間隔をあけて対向配置されている。この電極２４は、平板状とされ、一方の板面が側壁部３４の内壁面に接している。また、電極２４は、ケース上下方向に延在している。

電極２４の上端部には、配線３８を介して静電容量センサユニット４０が接続されている。この静電容量センサユニット４０は、一対の電極２４間の静電容量から液位を検出し、検出値を自動車の制御装置（図示省略）に送信する。この制御装置は、自動車の表示パネルにケース２２内の燃料の液位、すなわち、燃料タンク１８内の燃料の残量を表示させることができる。

図３に示されるように、貯留室２８は、ケース２２内、具体的には、ケース本体部３２内の一対の電極２４を挟んでケース幅方向の両側に設けられている。この貯留室２８は、内部空間２３の一部を構成し、燃料タンク１８から導入される燃料を貯留する。また、貯留室２８は、一対の電極２４にケース幅方向で隣接しており、一対の電極２４間の隙間２６に連通している。これにより、貯留室２８に貯留された燃料が隙間２６にケース幅方向から導入される。また、本実施形態の貯留室２８は、図３に示されるように、側壁部３４の内壁面の一部と、側壁部３６の内壁面と、電極２４の側面（ケース幅方向の端面）とによって構成されている。

また、本実施形態では、貯留室２８のケース前後方向に沿った間隔Ｌ１は、一対の電極２４間の間隔Ｌ０（隙間２６の間隔と同義）よりも広くなっている。また、貯留室２８のケース幅方向に沿った間隔Ｌ２は、間隔Ｌ０よりも広くなっている。これにより、貯留室２８内に十分に燃料を貯留させることができる。

次に、本実施形態の液位測定装置２０の作用効果について説明する。
液位測定装置２０では、燃料タンク１８に燃料を供給すると、燃料タンク１８からケース２２の内部（内部空間２３）に燃料が導入される。具体的には、一対の電極２４間の隙間２６と貯留室２８にタンク下方から燃料が導入される。ここで、一対の電極２４間の隙間２６に燃料が入り難く（導入され難く）ても、隙間２６に連通する貯留室２８に燃料が貯留されるため、貯留室２８に貯留された燃料が隙間２６にケース幅方向から入り込む（導入される）。これにより、一対の電極２４間の隙間２６には、ケース下方及びケース幅方向から燃料が入り込む（導入される）ため、一対の電極２４間の間隔Ｌ０を狭くしても、一対の電極２４間に燃料をスムーズに導入できる。

また、液位測定装置２０では、貯留室２８を一対の電極を挟んでケース幅方向両側にそれぞれ設けていることから、両側の貯留室２８から一対の電極２４間の隙間２６に燃料が導入されるため、一対の電極２４間への燃料の導入を促進することができる。

なお、液位測定装置２０では、ケース２２内に電極２４を配置するため、燃料タンク１８内の燃料が２層化（例えば、エタノール０％とエタノール１００％等）した場合でも、燃料の液位を正確に測定することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液位測定装置５０について説明する。なお、第１実施形態の液位測定装置２０と同一の構成については説明を省略する。

本実施形態の液位測定装置５０は、一対の取付部材５２を用いて電極２４を側壁部３４の内壁面に取り付けている。なお、液位測定装置５０は、取付部材５２に係わる構成以外は、第１実施形態の液位測定装置２０と同じ構成である。

図６に示されるように、一対の取付部材５２は、側壁部３４にケース幅方向に間隔をあけて取り付けられている。この取付部材５２は、ケース上下方向に延びている。なお、本実施形態では、取付部材５２の長さ（ケース上下方向の長さ）は、電極２４と略同じ長さとされている。一対の取付部材５２の間には、電極２４が差し込まれて保持されている。

また、取付部材５２は、断面形状が三角形とされ、側壁部３４の内壁面に接する設置面５２Ａと、電極２４の端面（ケース幅方向の端面）に接する保持面５２Ｂと、貯留室５４の一部を構成する傾斜面５２Ｃと、を備えている。本実施形態では、傾斜面５２Ｃの一端が側壁部３４の内壁面と側壁部３６の内壁面との隅部に達し、傾斜面５２Ｃの他端が電極２４の端面の縁部に達しているが、本発明はこの構成に限定されない。また、本実施形態では、傾斜面５２Ｃを平面としているが、湾曲面としてもよい。

本実施形態の貯留室５４は、側壁部３６の内壁面及び取付部材５２の傾斜面５２Ｃによって形成されている。このため、貯留室５４は、一対の電極２４に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状とされている。すなわち、ケース前後方向に対向配置された取付部材５２の傾斜面５２Ｃ間の間隔Ｌ１が一対の電極２４に近づくにつれて狭くなっている。

次に、本実施形態の液位測定装置５０の作用効果について説明する。なお、第１実施形態の液位測定装置２０で得られる作用効果については説明を省略する。

液位測定装置５０では、貯留室５４を、一対の電極２４に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状としていることから、貯留室５４に貯留された燃料を一対の電極２４に向かって案内できるため、一対の電極２４間に燃料をさらにスムーズに導入できる。

また、液位測定装置５０では、一対の取付部材５２の間に電極２４を差し込むだけで、電極２４を側壁部３４に容易に取り付けることができる。

第１実施形態の液位測定装置２０では、一対の電極２４を挟んでケース幅方向両側に貯留室２８をそれぞれ形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、一対の電極２４のケース幅方向の一方側にだけ貯留室２８を形成する構成としてもよい。なお、上記構成については、第２実施形態の液位測定装置５０に適用してもよい。

第１実施形態の液位測定装置２０では、図３に示されるように、側壁部３４の内壁面が平坦状とされているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図７に示されるケース６０のように、ケース本体部６２の側壁部６４の電極２４が取り付けられる部分を他の部分よりも一段高くしてもよい。このように側壁部６４に一段高い部分（以下、「盛上り部６６」と記載する。）を形成することで、一対の電極２４間の間隔Ｌ０を狭めつつ、一対の電極２４を挟んでケース幅方向両側に設けられる貯留室２８の間隔Ｌ１を確保して、貯留室２８の容積を確保することができる。

第１実施形態の液位測定装置２０及び第２実施形態の液位測定装置５０では、平板状の電極２４を用いているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、丸棒や角棒などの棒状電極を用いてもよく、プリント配線を櫛歯状に形成したプリント電極を用いてもよい。

第１実施形態では、液位測定装置２０を燃料タンク１８内に設けているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、燃料タンク１８の外側に液位測定装置２０を設け、ケース２２の開口部３０Ａ及び開口部３２Ａを燃料タンク１８の内部と連通させる構成としてもよい。この構成でも液位測定装置２０を燃料タンク１８内に設けた場合と同様の作用効果を得られる。なお、上記構成については、第２実施形態の液位測定装置５０に適用してもよい。

第２実施形態の液位測定装置５０では、取付部材５２を側壁部３４に取り付けることで、一対の電極２４に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状の貯留室５４を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、取付部材５２を側壁部３４と一体化（一体成型）して、貯留室５４を形成する構成としてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１８ 燃料タンク
２０、５０ 液位測定装置
２２、６０ ケース
２４ 電極
２６ 隙間
２８、５４ 貯留室
３４、６４ 側壁部
５２ 取付部材
Ｌ０ 一対の電極間の間隔（隙間の間隔）
Ｌ１ ケース前後方向に沿った間隔（第１の方向に沿った間隔）
Ｌ２ ケース幅方向に沿った間隔（第２の方向に沿った間隔）

Claims (4)

1. タンクに設けられ、内部が前記タンク内と連通し、前記タンクに貯留された液体が導入される筒状のケースと、
   前記ケース内に前記タンクの上下方向に対して直交する方向に間隔をあけて配置され、前記タンクの上下方向に延在する一対の電極と、
   前記ケース内に設けられ、前記タンクから導入される前記液体を貯留し、一対の前記電極間の隙間と連通して前記隙間に前記タンクの上下方向に対して直交する方向から前記液体を導入する貯留室と、
   を備えた液位測定装置。
2. 前記貯留室は、一対の前記電極に近づくにつれて室内が狭くなる先細り形状とされている、請求項１に記載の液位測定装置。
3. 前記ケースは、前記タンクの上下方向に対して直交する方向に対向配置された一対の側壁部を備え、
   一対の前記電極は、一対の前記側壁部にそれぞれ取り付けられ、
   前記貯留室は、一対の前記電極を挟んで両側に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の液位測定装置。
4. タンクに設けられ、内部が前記タンク内と連通し、前記タンクに貯留された液体が導入される筒状のケースと、
   前記ケース内に前記タンクの上下方向に対して直交する第１の方向に間隔をあけて配置され、前記タンクの上下方向に延在する一対の電極と、
   前記ケース内に設けられ、一対の前記電極に前記タンクの上下方向に対して直交し且つ前記第１の方向に対して直交する第２の方向で隣接して一対の前記電極間の隙間と連通し、前記第１の方向に沿った間隔及び前記第２の方向に沿った間隔が前記隙間の間隔よりもそれぞれ広くされて前記タンクから導入される前記液体を貯留する貯留室と、
   を備えた液位測定装置。

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